两种菠萝鲜果及其酿造果酒酯类风味物质差异性分析

刘传和，贺 涵，邵雪花，赖 多，匡石滋，肖维强

（广东省农业科学院果树研究所，农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室，广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广东 广州 510640）

菠萝（Ananascomosus(L.)Merr.）是著名的热带水果，在我国广东、广西、海南等省区有较大面积栽培。菠萝果实风味独特、香味浓郁，富含维生素和矿物质[1-3]，除用作鲜食外，还可加工成罐头、果酱、饮料和果汁等，具有较高的经济价值[4-6]。果酒加工丰富了水果加工品种类，能延长水果产业链，是促进水果产业增效的重要途径[7]。菠萝果实中糖和酸含量较高，是较好的酿酒材料，菠萝果酒深受品酒者的喜爱[5,8-10]。开展菠萝酿酒加工，既能有效增加果农收入，丰富菠萝果实加工品，提高果品的附加值，还能有效降低鲜销市场压力。

糖、酸、醇及其次生代谢物的含量与果酒的风味品质密切相关[8,11]。果酒中风味物质的组成及其含量显著影响酒的品质[5,12]，也影响着消费者的接受度和购买欲。研究表明，菠萝果实中含有丰富的醇、酯类以及酮、萜类和酚类物质[9]。乙醇和脂肪酸通过发酵、酶促反应形成的酯类物质具有浓郁香味[9]。Pino等[5]报道在菠萝酒中鉴定出18种风味物质，其中酯类物质达13种，是最主要的风味物质。因此，酯类风味物质成为菠萝果酒评价的重要指标[5,9,13]。

果酒风味物质的组成因果实品种不同而有明显差异[13-15]。菠萝品种丰富，不同品种菠萝果实风味存在明显差别[13,15-16]。但有关不同品种菠萝果实鲜果及其酿造的果酒（干酒和蒸馏酒）中酯类风味物质的差异研究仍少见报道。本研究以“神湾”和“粤彤”两个品种的菠萝果实为材料，比较研究了其鲜果以及由鲜果酿造的干酒、蒸馏酒中酯类风味物质组分和相对含量的差异，旨在探明菠萝鲜果和酿造成干酒、蒸馏酒后酯类风味物质组分和含量的变化规律及不同品种间的差异，以期为菠萝果酒生产中的果实品种选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

供试材料为成熟度一致（菠萝果皮一半呈黄色）的“神湾”和“粤彤”菠萝果实，果实于2016年9月采自同一菠萝园，采后立即进行鲜果的风味物质检测，其他果实用于干酒、蒸馏酒酿酒加工。

干酵母：安琪酵母股份有限公司产品；焦亚硫酸钠：市售。

1.1.2 仪器与设备

7890B-5977A型气相色谱-质谱联用仪，安捷伦科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 果酒的酿制

1.2.1.1 菠萝鲜果的处理

菠萝果实经去皮、去除果丁及果芯后，得到新鲜果肉，用榨汁机将果肉榨碎，过滤后立即将果汁装入不锈钢容器中。

1.2.1.2 干酒的制备

向果汁中加入干酵母（1g/L）和焦亚硫酸钠（1g/L），先在30℃条件下发酵15 d，将一次发酵后的酒液迅速过滤进行二次发酵两个月（30℃），之后将酒在70℃高温下水浴30 min，再次过滤后于20℃下储存。

1.2.1.3 蒸馏酒的制备

向果汁中加入干酵母（1g/L）和焦亚硫酸钠（1g/L），先在30℃条件下发酵15 d，过滤后将发酵后的菠萝酒液进行蒸馏。若蒸馏酒中乙醇含量低于45%时再次蒸馏，提高乙醇的含量，得到透明的蒸馏酒。

1.2.2 酯类风味物质的测定

参考Liu等[17]的方法，以两种菠萝的鲜果、干酒和蒸馏酒为样品，分别称取两个品种新鲜果肉150 g和干酒、蒸馏酒各100 g，采用固相微萃取（SPME）结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对风味物质进行分析。分别将样品装入顶空瓶（200 mL）中，用固相微萃取纤维（PDMS，100μm）萃取30 min，220℃脱附3 min后进样。

GC-MS条件：使用HP-5柱（长度30 m，直径0.25 mm），柱温45℃保持1.0 min，后先以3℃/min升温至100℃，再以10℃/min升温至180℃，保持5 min。载气为He（纯度为99.99%，流速为1.0 mL/min）。EI离子源温度170℃，EI能量70 eV，光电倍增管电压350 V，质谱扫描范围为30～400 amu。对采集到的质谱图用NIST14谱库搜索，确定其风味物质的化学组成，用峰面积归一法定量，得到各组分的相对含量。

1.2.3 数据处理

使用SPSSStatistics17.0进行数据和统计分析。

2 结果与分析

2.1 两种菠萝鲜果中酯类风味物质比较

表1所示为“神湾”与“粤彤”菠萝鲜果中检测出的酯类风味物质。由表1可见，在两种菠萝鲜果中，共检测出酯类风味物质13种。其中，在“神湾”菠萝中检测出酯类风味物质11种，总相对含量为43.05%；在“粤彤”菠萝中，共检测出酯类风味物质12种，总相对含量为64.95%。在检测出的酯类风味物质中，己酸乙酯、己酸甲酯、辛酸甲酯和2-甲基丁酸甲酯这4种酯的相对含量较高，其中，己酸甲酯在“神湾”菠萝和“粤彤”菠萝鲜果中的相对含量均最高。

表1还表明，“神湾”与“粤彤”两种菠萝鲜果中检测出的酯类风味物质存在差异。其中，仅在“神湾”菠萝果实中检测到的有庚酸乙酯，仅在“粤彤”菠萝果实中检测到的有(Z)-4-癸烯酸甲酯和乙酸香叶酯。此外，在两个菠萝品种的鲜果中检测出3种中链脂肪酸乙酯，分别为己酸乙酯、庚酸乙酯和辛酸乙酯，且其在“神湾”菠萝果实中的相对含量均高于“粤彤”菠萝。

表1 两种菠萝鲜果中的酯类风味物质Table 1 The flavor esters of fresh pineapple fruits

2.2 两种菠萝果实酿造的干酒中酯类风味物质比较

如表2所示，在“神湾”和“粤彤”两种菠萝果实酿造的干酒中，共检测出酯类风味物质21种。与“神湾”和“粤彤”两种菠萝的鲜果相比，酿造的干酒中检测出的酯类风味物质组分数更多，分别为13种和18种，但总相对含量均低于其鲜果，分别为40.21%和37.43%。在检测出的酯类风味物质中，中链脂肪酸乙酯——己酸乙酯和辛酸乙酯同时在鲜果与干酒中均检测到，但己酸乙酯在鲜果中相对含量较高，而辛酸乙酯在干酒中相对含量较高。“神湾”菠萝酿造的干酒中己酸乙酯的相对含量高于“粤彤”菠萝酿造的干酒，而辛酸乙酯的相对含量则较“粤彤”略低。

表2 菠萝果实酿造干酒中的酯类风味物质Table2 The flavor esters of dry wines processed by pineapple fruits

2.3 两种菠萝果实酿造的蒸馏酒中酯类风味物质比较

如表3所示，在“神湾”和“粤彤”两种菠萝果实酿造的蒸馏酒中检测出酯类风味物质12种。与菠萝鲜果及酿造的干酒相比，在“神湾”和“粤彤”菠萝酿造的蒸馏酒中检测出的酯类风味物质数量明显减少，分别只有9种和10种，其总相对含量明显降低，分别为15.70%和19.16%。在“神湾”菠萝酿造的蒸馏酒中检出相对含量较高的酯类有己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯和十二酸乙酯；而“粤彤”菠萝酿造的蒸馏酒中相对含量较高的酯类有己酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、十二酸乙酯、2-苯乙酸乙酯及十六烷酸乙酯。其中，同时在两种菠萝的鲜果、干酒和蒸馏酒中均检测出的酯类风味物质有己酸乙酯和辛酸乙酯2种。“神湾”菠萝酿造的蒸馏酒中己酸乙酯、辛酸乙酯的相对含量分别高于“粤彤”菠萝酿造的蒸馏酒中己酸乙酯、辛酸乙酯的相对含量。

表3 菠萝果实酿造的蒸馏酒中的酯类风味物质Table 3 The flavor esters of distilled winesprocessed by pineapple fruits

3 讨论

水果中的风味物质组成因品种不同而存在差异。在本研究中，“神湾”菠萝鲜果中检测出的酯类风味物质组分数及总相对含量均低于“粤彤”菠萝，这可能与“粤彤”菠萝是杂交品种，其基因型丰富、来源复杂有关，类似的结果在魏长宾等[18]和郑华等[19]的研究中也有报道。与鲜果相比，在两种菠萝果实酿造的干酒中检测出的酯类风味物质组分数增多，但总相对含量均低于其鲜果。这是因为菠萝果实酿酒发酵过程中产生更多的代谢产物，这些代谢产物种类多、挥发性强、分化差异大、浓度不一，使干酒中酯类风味物质更加复杂[5,20-21]。但菠萝果实酿造的蒸馏酒中酯类风味物质组分数明显减少，总相对含量低于鲜果和干酒。这主要是由于在蒸馏过程中低沸点的化合物挥发到大气中，导致蒸馏酒中部分风味物质遗失，酯类风味物质含量随之降低[22-23]，类似的结果在菠萝酒和菠萝醋的风味物质分析研究中也有报道[10,24-25]。

在菠萝果实中已鉴定的挥发性化合物超过280种[26]，但与菠萝风味相关的物质不多。前人研究认为，一些甲酯和乙酯类物质是菠萝果实中主要的风味物质[13,27-29]。己酸甲酯被认为是“台农6号”、“神湾”、“巴厘”等品种菠萝果实中的主要风味物质[30-33]，其相对含量最高，这与本研究中己酸甲酯在两个菠萝品种的鲜果中检测出的相对含量最高的结果一致。但与鲜果不同的是，在两个菠萝品种果实酿造的干酒与蒸馏酒中均未检测到己酸甲酯。

对果实中的某种风味物质而言，只有达到风味阈值才被称为特征香气成分，显著影响着果实的香味[13,28-29,34]。Preston等[35]研究认为，3-甲硫基丙酸甲酯和3-甲硫基丙酸乙酯是菠萝果实的特征香气成分。在本研究中，“神湾”和“粤彤”菠萝鲜果中均检测到3-甲硫基丙酸甲酯，而在两种菠萝果实酿造的干酒和蒸馏酒中均未检出3-甲硫基丙酸甲酯；但在“神湾”菠萝酿造的干酒和“粤彤”菠萝酿造的蒸馏酒中均检测到3-甲硫基丙酸乙酯，这可能与酒的加工工艺及化合物的挥发性和分化差异有关[5,20]。

中链脂肪酸乙酯是酵母产生的主要次生代谢物，显著影响果实和果酒加工品的芳香性[9,17,29,36]。本研究在两种菠萝的鲜果中检测出己酸乙酯、辛酸乙酯和庚酸乙酯3种中链脂肪酸乙酯，其中己酸乙酯和辛酸乙酯是菠萝果实中主要的风味物质，这与前人研究结果相似[5,37-41]。“神湾”菠萝中己酸乙酯、辛酸乙酯和庚酸乙酯的相对含量均高于“粤彤”菠萝，这与“神湾”菠萝比“粤彤”菠萝果实香味更浓郁有关。与鲜果相比，用果实酿造的干酒、蒸馏酒中检出的乙酯类物质种类更多[9,37]。但本研究中，在鲜果及其酿造的干酒、蒸馏酒中同时检测到的只有己酸乙酯、辛酸乙酯。而且，“神湾”菠萝鲜果及其酿造的干酒、蒸馏酒中己酸乙酯的相对含量均高于“粤彤”，“神湾”菠萝鲜果及其酿造的蒸馏酒中辛酸乙酯也均高于“粤彤”。这与“神湾”菠萝果实香味比“粤彤”更浓郁有关[7,37]。

4 结论

上述试验结果表明，与鲜果相比，在“神湾”和“粤彤”两种菠萝果实酿造成的干酒中检测出的酯类风味物质种类更多，但总相对含量均低于鲜果。菠萝果实酿制成蒸馏酒后酯类风味物质的种类减少；与鲜果和干酒相比，蒸馏酒中酯类风味物质的总相对含量明显降低。在“神湾”和“粤彤”两种菠萝的鲜果、干酒和蒸馏酒中同时检测出的酯类风味物质有己酸乙酯和辛酸乙酯2种，己酸乙酯在“神湾”菠萝鲜果、干酒和蒸馏酒中的相对含量高于“粤彤”，辛酸乙酯在“神湾”菠萝鲜果和蒸馏酒中的相对含量高于“粤彤”。本研究可为菠萝果酒产品研发及果酒加工中菠萝品种选择提供参考。